KR101442849B1 - 플라스틱 윈도우 패널용 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 신호를 수신할 수 있는 윈도우 조립체를 제공한다. 상기 윈도우 조립체는 제1측부 및 제2측부를 갖는 플라스틱 기판을 포함한다. 코팅은 플라스틱 기판의 제1측부에 결합된다. 안테나는 플라스틱 기판의 제1측부에 인접하여 배치된다. 상기 안테나는 플라스틱 기판의 제1측부와 코팅 사이에 배치되거나 또는 코팅의 내부에 매립된다.

안료, 잉크, 폴리머, 풍화층, 마찰층, 필름

Description

플라스틱 윈도우 패널용 안테나{ANTENNA FOR PLASTIC WINDOW PANEL}

본 발명은 자동차 안테나에 관한 것이다.

폴리카보네이트(PC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등과 같은 플라스틱 물질은 현재 B필러, 헤드램프, 선루프 등과 같은 여러 자동차 부품의 제조에 사용되고 있다. 자동차 윈도우 모듈은 스타일링/디자인, 중량 감소, 안전/보안 등의 영역에서의 다양한 장점으로 인해, 이러한 플라스틱 물질을 위한 새로운 적용을 제공한다. 특히 플라스틱 물질은 자동차 제조업자에게 전체적인 디자인 및 형상 복잡도를 증가시키므로써 자신의 차량을 경쟁자의 차량과 차별화시키는 능력뿐만 아니라, 성형된 플라스틱 모듈내로의 기능성 부품의 집적화를 통해 후방 윈도우 조립체의 복잡성을 감소시키는 능력을 제공한다. 경량의 플라스틱 윈도우 모듈을 사용하면 차량에 대한 낮은 무게중심과 연료 경제성의 개선을 촉진시킨다. 또한, 플라스틱 윈도우 모듈은 롤오버 사고시 점유자의 지지를 강화시키므로써 전체적인 안전성이 증가된다.

최근까지 자동차에 제공된 원격통신 시스템은 일부 시스템, 주로 아날로그 라디오 수신(AM/FM 대역)에 국한되었었다. 이러한 시스템에 대한 대부분의 공통적인 해결책은 차량 지붕이나 본체에 장착되는 전형적인 휩 안테나(whip antenna) 이 다. 현재 차량 분야에서의 경향은 그 프로필을 낮추고 이들을 차량 구조에 연합시키므로써 이러한 안테나로 인한 심미안적 충격 및 공기역학적 충격을 감소시키는 것이다. 또한, 여러개의 원격위성 서비스를 단일의 안테나로의 다수의 집적은 제조경비와, 반달리즘으로 인한 손상과, 차량 세척설비를 감소시키는데 도움을 준다.

따라서, 심미안적 또는 공기역학적 충격이 최소한으로 되고 반달리즘으로부터 보호되고 제조비용이 경제적인 안테나 시스템의 제공이 요망되고 있다.

종래기술의 결점 및 한정을 극복하기 위해, 본 발명은 윈도우 조립체내에 매립된 안테나를 갖는 윈도우 조립체가 구비된 차량을 제공한다. 상기 윈도우 조립체는 상부측 및 하부측을 갖는 플라스틱 기판을 포함한다. 상기 플라스틱 기판은 코폴리머 및 그 조합물 뿐만 아니라, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 및 폴리설폰 수지 등을 포함하는 열가소성 수지로 제조되지만; 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

플라스틱 기판의 외부측에는 풍화층을 포함하는 하나이상의 보호층이 제공된다. 상기 풍화층은 높은 내후성 및 장기간의 자외선 보호를 제공한다. 상기 풍화층을 덮는 것은 마찰층이다. 상기 마찰층은 "유리형" 마찰 저항을 제공한다.

안테나 트레이스는 윈도우 조립체내에서 여러 위치에 배치될 수 있다. 상기 안테나 트레이스는 은착색된 잉크로 제조되는 것이 바람직하다. 그러나, 안테나 트레이스는 금속착색된 잉크, 도전성 필름, 또는 도전성 폴리머 등과 같은 무선 신호를 수신하기에 적합한 재료라면 무방하다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1은 본 발명의 원리에 따른 집적 안테나가 구비된 윈도우 패널 조립체를 갖는 차량의 사시도.

도2A는 도1의 선2-2를 따른 윈도의 조립체의 일부에 대한 단면도.

도2B는 블랙아웃 잉크층을 갖는 윈도우 조립체의 도2A와 유사한 단면도.

도2C는 마찰층과 풍화층 사이에 안테나 트레이스가 배치된, 윈도우의 도2A와 유사한 단면도.

도2D는 블랙아웃 잉크층을 갖는 윈도우 조립체의 도2C와 유사한 단면도.

도2E는 프라이머층과 하드코트층 사이에 안테나 트레이스가 배치된, 윈도우의 도2A와 유사한 단면도.

도2F는 블랙아웃 잉크층을 갖는 윈도우 조립체의 도2E와 유사한 단면도.

도2G는 기판의 양측에 풍화층 및 마찰층을 갖는 윈도우 조립체의 도2A와 유사한 단면도.

도1에는 본 발명에 따른 자동차(10)가 도시되어 있다. 자동차(10)는 프레임(14)을 통해 자동차(10)에 장착된 윈도우 조립체(12)를 포함한다. 윈도우 조립체의 내부에는 안테나(16)가 매립된다.

상술한 바와 같이, 윈도우 조립체(12)는 매립된 안테나(16)를 갖는다. 상기 안테나(16)는 AM, FM, 위성 라디오(XM™ 및 Sirus™), GSM, CDMA, IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802 11x, HomeRF™, 블루투스™ 등을 포함하는 무선 신호를 수신할 수 있지만; 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일반적으로, 상기 안테나(16)는 프랙탈 형태의 안테나이지만, 기타 다른 형태의 안테나도 사용될 수 있다.

인터페이스(18)는 안테나(16)에 연결된다. 상기 인터페이스는 라디오 수신기 등과 같은 무선 신호를 안테나(16)에 처리할 수 있는 장치에 연결하는 작용을 한다. 예를 들어, 만일 라디오 수신기(도시않음)가 인터페이스(18)에 연결된다면, 라디오 수신기는 안테나(16)로부터 인터페이스(18)를 통해 AM 및 FM 등과 같은 무선 신호를 수신할 수 있을 것이다.

이러한 설명은 자동차(10)의 측부 윈도우로서 윈도우 조립체(14)를 사용하여 서술하였지만, 본 발명은 자동차(10)의 기타 다른 영역에도 동등하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 조립체(14)는 문루프/선루프, 운전자측 윈도우, 승객측 윈도우, 후방 윈도우, 전방 방풍 및/또는 기타 자동차(10)에 사용되는 다른 윈도우로서 사용되도록 적절히 배치되며, 적절한 칫수를 갖는다.

도2A는 도1의 선2-2를 따른 단면도이다. 윈도우 조립체(14)는 상부측(21) 및 바닥측(23)을 갖는 플라스틱 기판(20)을 포함한다. 플라스틱 기판(20)은 코폴리머 및 그 조합물 뿐만 아니라, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 및 폴리설폰 수지 등을 포함하는 열가소성 수지로 제조되지만; 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

플라스틱 기판(20)의 상부측(21) 위에는 안테나 트레이스(22)가 배치된다. 안테나 트레이스(22)는 도1에 도시된 안테나(16)의 단면부이다. 안테나 트레이스(22)는 은착색된 잉크로 제조된다. 그러나, 안테나 트레이스(22)는 무선 신호를 수신하기에 적합한 기타 다른 물질로 제조될 수도 있다. 기타 다른 안테나 물질은 금속착색된 잉크, 도전성 필름, 또는 도전성 폴리머를 포함한다. 금속착색된 잉크의 여러 실시예는 구리, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 주석, 또는 이들의 혼합물 및 합금이 구비된 안료를 포함하는 것들이다. 도전성 필름은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐도핑된 아연 산화물(IZO), 알루미늄도핑된 아연 산화물을 포함하지만; 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도전성 폴리머의 실시예로는 폴리아닐린 및 폴리티오펜(즉, Baytron? 폴리머, 독일 소재 에이취.시.스타르크 게엠베하)을 포함하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 안테나 트레이스(22)는 일반적으로 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 또는 디스펜싱 등과 같은 적절한 프린팅 방법을 통해 플라스틱 기판(20)(또는 하기에 서술되는 바와 같은 기타 다른 층에)에 프린팅된다. 안테나 트레이스(22)의 칫수는 특정하게 설계되며, 변화될 수도 있다. 예를 들어, 안테나 트레이스(22)는 일반적으로 평탄하고 리본형인 프랙탈 안테나일 수도 있다. 그러나, 안테나 트레이스(22)는 얇고 와이어 형태의 쌍극 안테나일 수도 있다. 미국특허 제6.809.693호에는 상이한 형태의 안테나가 개시되어 있으며, 이러한 미국특허는 본 발명에 참조인용되었다.

안테나 트레이스(22) 위에는 풍화층(24)이 배치된다. 상기 풍화층(24)은 두개의 층, 즉 프라이머층(26)과 하드코트층(28)으로 구성된다. 프라이머층(26)의 실시예로는 미국 코네티컷 윌톤 소재의 제너럴 일렉트릭 실리콘즈에 의한 SHP401 또는 또는 미시건 윅솜에 소재하는 엑사텍 엘.엘.시에 의한 SHP9X 등과 같은 아크릴 프라이머가 포함된다. 하드코트층(28)은 일반적으로 제너럴 일렉트릭 실리콘즈에 의한 AS4000 또는 엑사텍 엘.엘.시에 의한 SHX 등과 같은 실리콘 하드코트이다. 그러나, 프라이머층의 상부에 인가되거나 또는 안테나 및 플라스틱 기판에 직접 인가되는 폴리우레탄 등과 같은 기타 다른 하드코트 조성물이 사용될 수도 있다.

풍화층(24)은 높은 내후성 및 장기간의 자외선 보호를 제공한다. 또한, 상기 풍화층(24)은 로노머 화학물을 갖는 물질 또는 이와 유사한 물질을 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 실리콘/나노파티클은 풍화층(24)의 물질과 혼합되거나, 또는 실록산 코폴리머는 폴리머화에 의해 풍화층(24)에 형성된다. 상기 풍화층은 분사 코팅, 유동 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 커튼 코팅 등과 같이 본 기술분야의 숙련자에게 알려진 기법에 의해 인가되지만; 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

상기 풍화층(24)을 덮는 것은 마찰층(30) 이다. 상기 마찰층은 윈도우 조립체(14)에 "유리형" 마찰 저항을 제공한다. 플라즈마층(30)은 플라즈마강화된 화학증착(PECVD)에 의해 침착된 SiO_XC_YH_Z 필름이다. 마찰층(30)은 각각의 층이 약간 상이한 조성물을 갖는 다층 시스템이다. 상기 마찰층은 플라즈마강화된 화학증착, 이온보조 플라즈마 침착, 마그네트론 스퍼터링, 전자비임 증착, 이온 비임 스퍼터링 등과 같이 본 기술분야의 숙련자에게 알려진 기법에 의해 인가되지만; 본 발명 은 이에 한정되지 않는다.

도2B에는 윈도우 조립체(14)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 설명을 통해 명확한 바와 같이, 유사한 구성요소에는 동일한 도면부호가 사용되었다. 양식화된 잉크층(32)은 플라스틱 기판(20)의 상부측(21)과 안테나 트레이스(22) 사이에 배치된다. 상기 양식화된 잉크층(32)은 윈도우 조립체(14)를 통과하는 광의 양을 최소화하거나 이를 방지하는 작용을 한다. 또한, 양식화된 잉크층(32)은 윈도우 조립체(14)의 심미안적 품질에 부가되는 방식으로 인가될 수 있다는 부가적인 장점을 갖고 있다.

도2C 및 도2D에는 윈도우 조립체(14)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 안테나 트레이스(22)는 풍화층(24)과 마찰층(30) 사이에 배치된다. 또한, 상기 풍화층(24)은 플라스틱 기판(20)의 상부측(21)에 직접 인가된다. 도2D에 도시된 실시예는 양식화된 잉크층이 플라스틱 기판(20)의 상부측(21)과 풍화층(24) 사이에 배치된다는 점을 제외하고는 도2D와 유사하다.

도2E 및 도2F에는 윈도우 조립체(14)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 안테나 트레이스(22)는 프라이머층(26)과 하드코트층(28) 사이에 배치된다 또한, 프라이머층(26)은 플라스틱 기판(20)의 상부측(21)에 인가되어 있다. 도2F는 양식화된 잉크층이 플라스틱 기판(20)의 상부측(21)과 프라이머층(26) 사이에 배치된다는 점을 제외하고는 유사하다.

도2G는 윈도우 조립체(14)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예는 도2A에 도시된 실시예와 유사하다. 그 차이점으로는 이러한 실시예는 플라스 틱 기판(20)의 바닥측(23)에 결합되는 제2풍화층(24') 및 제2마찰층(30')을 갖는다는 점이다. 도2A에 도시된 실시예와 마찬가지로, 제2풍화층(24')은 프라이머층(26') 및 하드코트층(28')으로 제조된다. 플라스틱 기판(20)의 바닥측(23)에 결합된 제2마찰층(30)과 제2풍화층(24')의 부가는 본 발명에 서술된 모든 실시예에도 동일하게 적용할 수 있음을 인식해야 한다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (25)

1. 무선 신호를 수신할 수 있는 윈도우 조립체에 있어서,

   제1측부 및 제2측부를 갖는 플라스틱 기판과,

   플라스틱 기판의 제1측부에 결합되는 제1코팅과,

   플라스틱 기판의 제1측부에 인접하여 배치되는 안테나를 포함하고,

   제1코팅은 풍화층과 마찰층을 포함하며, 안테나는 플라스틱 기판의 제1측부와 풍화층 사이에 배치되며, 상기 풍화층은 플리스틱 기판의 제1측부와 마찰층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
2. 제1항에 있어서, 플라스틱 기판은 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르, 폴리설폰, 이들의 조합물중 적어도 하나로 제조되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
3. 제1항에 있어서, 안테나는 금속착색된 잉크, 도전성 필름, 또는 도전성 폴리머중 적어도 하나로 제조되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 금속착색된 잉크는 은, 구리, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 주석, 이들의 합금중 하나에서 선택된 금속 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
5. 제3항에 있어서, 금속착색된 잉크는 은착색된 잉크를 포함하는 것을 특징으 로 하는 윈도우 조립체.
6. 제3항에 있어서, 도전성 필름은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐도핑된 아연 산화물(IZO), 알루미늄도핑된 아연 산화물에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
7. 제3항에 있어서, 도전성 폴리머는 폴리아닐린 및 폴리티오펜에서 선택되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
8. 제1항에 있어서, 안테나는 프랙탈 형태의 안테나인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
9. 삭제
10. 무선 신호를 수신할 수 있는 윈도우 조립체에 있어서,

    제1측부 및 제2측부를 갖는 플라스틱 기판과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 결합되는 제1코팅과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 인접하여 배치되는 안테나를 포함하고,

    제1코팅은 풍화층과 마찰층을 포함하며, 상기 풍화층은 플라스틱 기판의 제1측부와 마찰층 사이에 배치되며, 풍화층은 프라이머층과 하드코트층을 부가로 포함하며, 상기 프라이머층은 플라스틱 기판의 제1측부에 결합되고, 하드코트층은 프라이머층에 결합되므로써, 프라이머층과 마찰층 사이에 하드코트층이 배치되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
11. 제10항에 있어서, 안테나는 프라이머층과 하드코트층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
12. 제10항에 있어서, 프라이머는 아크릴 프라이머인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
13. 무선 신호를 수신할 수 있는 윈도우 조립체에 있어서,

    제1측부 및 제2측부를 갖는 플라스틱 기판과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 결합되는 제1코팅과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 인접하여 배치되는 안테나를 포함하고,

    플라스틱 기판의 제1측부와 상기 제1코팅 사이에 배치되는 양식화된 잉크층을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
14. 무선 신호를 수신할 수 있는 윈도우 조립체에 있어서,

    제1측부 및 제2측부를 갖는 플라스틱 기판과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 결합되는 제1코팅과,

    플라스틱 기판의 제1측부에 인접하여 배치되는 안테나를 포함하고,

    플라스틱 기판의 제2측부에 결합되는 제2코팅층을 부가로 포함하며, 상기 제2코팅층은 풍화층과 마찰층을 포함하며, 상기 풍화층은 플라스틱 기판의 제2측부와 마찰층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
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